Опыление. Общая характеристика и типы опыления.
Опыле́ние растений — этап полового размножения семенных растений, процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика (у покрытосеменных) или на семяпочку (у голосеменных). При этом тычинки — мужские органы, а пестик (семяпочка) — женский — из него при удачном оплодотворении может появиться семя.
Типы опыления
Имеется два основных типа опыления: самоопыление — когда растение опыляется собственной пыльцой — и перекрёстное опыление.
При перекрёстном опылении растения могут давать два основных типа растений: однодомные и двудомные.
Перекрёстное опыление требует участия посредника, который бы доставил пыльцевые зёрна от тычинки к рыльцу пестика; в зависимости от этого различают следующие типы опыления:
Биотическое опыление (при помощи живых организмов):
Энтомофилия — опыление насекомыми;
Зоофилия — опыление при помощи позвоночных животных:
Искусственное опыление — перенесение пыльцы с тычинок на пестики цветков при посредстве человека.]
Опыление некоторых растений из семейства рдестовые иногда осуществляется с помощью улиток.
Абиотическое опыление
Анемофилия — опыление с помощью ветра.
Гидрофилия — опыление при помощи воды
Около 80 % всех видов растений имеют биотический тип опыления, 19,6 % опыляются при помощи ветра.
Оплодотворение у цветковых растений
Оплодотворению у покрытосеменных предшествует микро- и мегаспорогенез, а также опыление.
Микроспорогенез протекает в пыльниках тычинок. При этом диплоидные клетки образовательной ткани пыльника в результате мейоза превращаются в 4 гаплоидные микроспоры. Через некоторое время микроспора приступает к митотическому делению и преобразуется в мужской гаметофит – пыльцевое зерно.
Пыльцевое зерно снаружи покрыто двумя оболочками: экзиной и интиной. Экзина – верхняя оболочка более толстая и пропитана спороленнином – жироподобным веществом. Это позволяет пыльце выдерживать существенные температурные и химические воздействия. В экзине находятся проростковые поры, до опыления закрытые «пробочками». Интина содержит целлюлозу и эластична. В пыльцевом зерне имеются две клетки: вегетативная и генеративная.
Мегаспорогенез осуществляется в семязачатке. Из материнской клетки нуцеллуса в результате мейоза образуются 4 мегаспоры, из которых в результате остается только одна. Эта мегаспора сильно разрастается и оттесняет ткани нуцеллуса к интегументам, формируя зародышевый мешок. Ядро зародышевого мешка делится 3 раза митозом. После первого деления два дочерних ядра расходятся к разным полюсам: халазальному и микропилярному, и там делятся два раза. Таким образом, на каждом полюсе находится по четыре ядра. Три ядра у каждого полюса обособляются в отдельные клетки, а два оставшихся перемещаются в центр и сливаются, образуя вторичное диплоидное ядро. На микропилярном полюсе находятся две синергиды и одна более крупная клетка – яйцеклетка. На халазальном полюсе располагаются антиподы. Таким образом, зрелый зародышевыый мешок содержит 7 клеток. Опыление заключается в переносе пыльцы с тычинок на рыльце пестика.
Источник
Опыление
Под опылением у растений обычно понимают перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика. Поскольку цветки есть только у покрытосеменных растений, то уместно говорить лишь об их опылении. Однако, например, опыление с помощью ветра есть у голосеменных.
Чаще всего перенос пыльцы у растений происходит с помощью насекомых или ветра. Также встречается самоопыление в бутоне цветка, искусственное опыление (осуществляемое человеком), перенос пыльцы водой.
В природе широко распространено перекрестное опыление, когда пыльцой одного растения опыляются цветки другого. Но самоопыление встречается не только у самоопыляемых растений, бывает что растение самоопыляется с помощью насекомых или ветра.
Опыление насекомыми
Многие цветковые растения опыляются насекомыми. Такое приспособление выработалось у растений в процессе эволюции. Они привлекают насекомых-опылителей сладким нектаром и пыльцой. Насекомое садится на цветок и пачкается пыльцой. Далее летит на цветок другого растения того же вида и оставляет там часть пыльцы с первого растения. Таким образом, второй цветок опыляется пыльцой первого. Пыльца же второго цветка может оказаться на рыльце цветка третьего растения и т. д.
Насекомоопыляемые растения обычно имеют либо яркие крупные цветки, либо соцветия. В любом случае они хорошо заметны. Часто цветки источают приятный или не очень запах, привлекающий насекомых. Насекомые питаются не только пыльцой, но и нектаром, который выделяется нектарниками, находящимися обычно у оснований лепестков цветка.
В процессе эволюции не только растения приспосабливались к опылению насекомыми, но и насекомые приспосабливались к определенным цветкам растениям. Поэтому в природе часто встречается явление, когда один вид растения опыляется только одним своим видом насекомого. Например, львиный зев опыляется только шмелями. (Но это не значит, что шмели опыляют только львиный зев.)
Опыление насекомыми считается наиболее эффективным, чем опыление ветром. Поэтому при опылении насекомыми растениям не требуется производить огромное количество пыльцы.
Опыление ветром
Ветроопыляемые покрытосеменные растения по-видимому эволюционно возникли раньше насекомоопыляемых. При опылении ветром не нужны крупные пахнущие цветки или соцветия. Однако требуется производить куда больше пыльцы, так как основная часть ее не достигает цели, опадает на землю и уносится мимо цветков.
Опыление ветром наиболее эффективно, если растения одного вида растут группами, а не по одному. Так на кукурузном поле опыление почти точно произойдет, а вот если посадить несколько растений кукурузы в саду, то к осени получатся полупустые початки, так как на рыльца цветков попадало мало пыльцы.
Многие деревья являются ветроопыляемыми. Их пыльца легкая и сухая. Такие деревья растут зарослями (березовая роща, орешник) и цветут еще до распускания листвы, чтобы она не мешала переносу пыльцы.
У растений, которые специализируются на опылении ветром, мелкие невзрачные цветки, так как яркие и большие им не нужны. Зато часто наблюдаются длинные тычиночные нити и крупные пыльники. Такие тычинки свисают из цветка, ветер их колышет, в результате чего из них легко высыпается пыльца и уносится ветром.
Источник
Опыление
Опыле́ние, перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика (у цветковых растений ) или с микроспорангиев мужских шишек на семязачаток женских (у голосеменных); важнейший процесс полового размножения растений, предшествующий оплодотворению. Различают перекрёстное опыление (аллогамия), свойственное подавляющему большинству цветковых растений, при котором рыльце опыляется пыльцой с цветков других особей того же вида, и самоопыление (автогамия), когда рыльце опыляется пыльцой своего цветка или другого цветка той же особи (гейтоногамия). Перекрёстное опыление имеет биологическое преимущество перед самоопылением, поскольку при нём возрастают возможности рекомбинаций генетического материала, что способствует увеличению внутривидового разнообразия и дальнейшей приспособительной эволюции, самоопыление же способствует стабилизации признаков вида. В процессе эволюции у цветковых выработались определённые особенности, способствующие успеху перекрёстного опыления: наличие однодомных и двудомных растений, обоеполых и однополых цветков, расположение столбиков и тычинок в цветке на разной высоте (гетеростилия), разновременное созревание пыльников и рылец в одном цветке (дихогамия), самонесовместимость, которая выражается в подавлении прорастания пыльцы на рыльце при самоопылении. Перекрёстное опыление осуществляется с помощью животных (зоофилия), ветра ( анемофилия ) и воды (гидрофилия). При зоофилии наибольшее число видов цветковых растений опыляется насекомыми ( энтомофилия ), реже птицами ( орнитофилия ) и ещё реже другими позвоночными (грызуны, летучие мыши, мелкие обезьяны, сумчатые, ящерицы). Одни насекомые (чаще жуки) опыляют только один какой-нибудь вид растений, другие (например, пчёлы, осы, шмели, бабочки) – многие виды. Между растением и насекомыми устанавливаются определённые взаимоотношения благодаря наличию в цветках привлекающих факторов: нектар, пыльца, пищевые тельца (структуры на кончиках плодолистиков некоторых видов растений, богатые липидами и белками) и масла, которые являются источником питания, а также запах, форма и окраска цветков и соцветий, отличающиеся огромным разнообразием. Особенности строения пыльцы способствуют переносу её с цветка на цветок. У растений и опылителей в процессе сопряжённой эволюции выработалось множество взаимных приспособлений, содействующих опылению. Например, цветки с длинным трубчатым венчиком посещают бабочки с длинным хоботком или птицы с длинным тонким клювом, некоторые цветки орхидей имитируют самок насекомых-опылителей, цветки агав, бигноний, бананов, некоторых розоцветных с ночным ритмом цветения опыляются летучими мышами. Значительное количество видов растений (в том числе хвойные) опыляется с помощью ветра. Преимущественно это растения открытых пространств, причём у цветковых, как правило, все структуры цветка приспособлены к такому типу опыления (см. Анемофилия). Их цветки чаще собраны в плотные или многоцветковые соцветия, свободно раскачиваемые ветром (тополь, ольха, орех и орешник, вяз), пыльца обильна и легка. Высокая эффективность опыления достигается определённой суточной ритмикой цветения и продолжительной восприимчивостью рылец (злаки, осоки, подорожники и др.). Гидрофилия наблюдается у некоторых водных растений и может происходить как в толще воды, так и на её поверхности. Для представителей первой группы характерны крупные пыльцевые зёрна, часто тяжёлые, не всплывающие на поверхность (дзанникеллия, Zannichellia), или пыльцевые зёрна очень длинные, нитевидные ( взморник ), или прорастающие в пыльнике и освобождающиеся группами с длинными пыльцевыми трубками (талассия, Thalassia), или собранные в цепочки и плавающие до встречи с пестиками. У растений, погружённых в воду, но опыляющихся на поверхности воды, цветки выносятся наружу, пыльники вскрываются и высыпают пыльцу, которая попадает на рыльце, после чего женский цветок погружается в воду ( валлиснерия ), или пыльники вскрываются под водой, и пыльца, имеющая воздушные камеры, всплывает на поверхность, где опыляет женский цветок (руппия, Ruppia). Цветки у гидрофильных растений чаще однополые, имеют невзрачный околоцветник. При самоопылении различают хазмогамию (опыление происходит в открытом цветке с помощью ветра, насекомых и других агентов) и клейстогамию (пыльца попадает на рыльце в нераскрывшемся цветке без участия агентов). В первом случае созревание пыльников в цветке и их вскрытие происходит чаще всего одновременно с созреванием рыльца; в то же время в этих цветках не исключено и перекрёстное опыление. При клейстогамии пыльца прорастает внутри пыльников, пыльцевые трубки проникают сквозь стенку пыльника и достигают рыльца ещё в бутоне или когда цветки совсем не раскрываются (например, виды фиалок, бальзамина, кислицы и др.). Во многих случаях клейстогамия является следствием неблагоприятных внешних условий (виды диких злаков, особенно ковыли), и на одном и том же растении часто можно наблюдать и хазмогамные, и клейстогамные цветки. Камелина Ольга Петровна . Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2014.
- Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198,
выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
ISSN: 2949-2076 - Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
Главный редактор: Кравец С. Л.
Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru
- © АНО БРЭ, 2022 — 2023. Все права защищены.
- Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей. - Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
Источник